1.本发明涉及机床数控加工技术领域，尤其涉及一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置。


背景技术：

2.随着国内高附加值、高精密产品的迅速发展，因此，对于高端大型五轴数控加工中心的需求迅速增加。大型五轴数控加工中心包括两个旋转轴a/c和x、y、z三个直线轴。其中，双摆头的c轴旋转头通过回转轴设置于z轴的顶部端面，且双摆头的c轴旋转头能够沿回转轴相对于z轴进行旋转，进而通过双摆头c轴旋转头的旋转带动设置于c轴旋转头上的加工头旋转。
3.现有的加工头根据实际工况可沿c轴旋转头的回转轴分别向左旋转或者向右旋转180
°
（即向左或向右分别旋转一圈
±
360
°
）等，由于双摆头的回转轴在旋转过程中，其行程会出现部分或全部重叠，而现有的触发块加检测传感器组合形式的行程检测装置，根本无法满足双摆头c轴旋转头的回转轴出现行程部分或全部重叠时对其形成检测的需求，若没有行程限位，或限位检测不到位，进而使得双摆头c轴旋转头容易出现机床与零件的加工特征报废或机床与零件的相撞。由于五轴头体的线缆以及管路都穿进五轴头内部，在内部通过接头的形式与a轴和主轴连接。c轴旋转头过多的旋转会成五轴头头体内部的线缆以及管路缠绕崩断，进而损坏线缆以及管路。


技术实现要素：

4.（一）要解决的技术问题鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置，其解决了没有行程限位，或限位检测不到位，进而使得双摆头c轴旋转头容易出现机床与零件的加工特征报废或机床与零件的相撞的技术问题。
5.（二）技术方案为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置，包括：将所述行程限位装置固定连接于所述数控机床的z轴滑枕上的固定组件，所述固定组件呈圆台结构，所述圆台结构外周侧壁沿其径向方向朝内开设有上下贯通的开口；能够与所述固定组件发生相对运动的运动组件，所述运动组件包括：能够随所述双摆头绕所述回转轴转动的旋转单元，所述旋转单元设置于所述固定组件底部；能够将所述旋转单元的转动行程转变为沿径向方向的直线运动行程的移动单元，所述移动单元设置在所述开口内；能够检测所述运动组件的直线行程的检测组件，所述检测组件设置于所述固定组件上。
6.可选地，所述旋转单元为转动体，所述转动体设置于所述固定组件的底部，且所述
转动体朝向所述固定组件的顶部开设有螺旋线槽；所述移动单元的上端可滑动地设置于所述开口内，所述移动单元的下端可滑动地设置于所述螺旋线槽内，当所述旋转单元转动时，所述移动单元在所述开口内沿所述固定组件的径向往复运动。
7.可选地，在所述螺旋线槽外端部设置有第一极限端，在所述螺旋线槽内端部设置有第二极限端；当所述旋转单元转动使得所述移动单元位于所述第一极限端或所述第二极限端时，所述旋转单元停止转动。
8.可选地，所述移动单元包括与所述开口处相互配合移动的移动滑块、圆柱体结构件和多个滑动轮；所述圆柱体结构件穿过所述移动滑块的上下两端分别作为能够在螺旋线槽内滑动的连接部和能够与所述检测组件相配合，用于检测数控机床的回转轴旋转行程的检测部；所述连接部的底端抵接于所述螺旋线槽的内壁面，随着所述旋转单元的旋转以使所述移动滑块沿安装导轨做往复直线运动；所述检测部与所述连接部处于同一纵向轴线上，且所述检测部能够随着所述连接部移动，当所述检测部移动到第一极限点或第二极限点的位置时，所述检测组件检测到信号并控制回转轴停止转动；所述检测组件分别设置在所述开口处的所述检测部的直线行程的第一极限点和第二极限点；所述滑动轮通过转轴安装于所述移动滑块上，以使所述移动滑块沿开口处做直线运动。
9.可选地，所述开口处的相对侧壁上分别设置有沿径向方向延伸的安装导轨，所述安装导轨用于安装所述移动单元的滑动轮，且所述滑动轮能够沿所述安装导轨做往复直线运动。
10.可选地，所述连接部设置于所述旋转线槽处的外周转动连接有滚轮，随着所述旋转单元的旋转，以使所述滚轮的外壁沿所述螺旋线槽滑动。
11.可选地，所述滑动轮为八个；每四个所述滑动轮设置于安装导轨的上下两端面，四个所述滑动轮两两一组通过转轴形成两组导向轮，两组所述导向轮在安装导轨的顶部端面滚动，另外两组所述导向轮在安装导轨的底部端面滚动。
12.可选地，所述固定组件的底部端面开设有与开口相连通的转动槽，所述旋转单元设置于所述转动槽内，且在所述转动槽内转动。
13.可选地，还包括耐磨垫；所述耐磨垫设置于所述移动滑块与所述安装导轨之间。
14.可选地，所述检测组件为检测传感器，所述检测传感器通过传感器支架活动安装于所述固定组件的顶部端面上。
15.（三）有益效果本发明的有益效果是：本发明的一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装
置，包括与z轴滑枕相连的固定组件，通过能够随双摆头绕回转轴转动的运动组件，运动组件包括：能够随双摆头绕回转轴转动的旋转单元以及能够将旋转单元的转动行程转变为沿径向方向的直线运动行程的移动单元。移动单元设置在开口内，还包括能够检测移动单元的直线行程的检测组件，确保了检测组件的检测效果，以使检测组件双摆头的回转轴不会受到出现行程部分或全部重叠的影响进而影响检测效果的现象，进而使得双摆头避免了机床与零件的加工特征报废或机床与零件的相撞的现象发生。而且有效地防止双摆头过多的旋转会成五轴头头体内部的线缆以及管路缠绕崩断，确保线缆以及管路的安全。
附图说明
16.图1为本发明的用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置的立体示意图；图2为图1中主视结构示意图；图3为图2中沿e-e的位置以及方向切开的部分剖面示意图；图4为图2中沿f-f的位置以及方向切开的剖面示意图。
17.图中：1：转动体；11：螺旋线槽；111：第一极限端；112：第二极限端；2：移动单元；21：移动滑块；22：圆柱体结构件；23：滑动轮；3：检测传感器；4：安装导轨；5：固定组件；51：开口；6：耐磨垫；7：传感器支架；8：滚轮。
具体实施方式
18.为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。其中，本文所提及的“上”、“下”、“内”和“外”等方位名词以图1的定向为参照。将固定组件5所在的一侧定义为“上”。
19.参照图1-4所示，一种五轴数控机床加工中心具有两个旋转轴a/c轴和三个直线轴的x轴、y轴、z轴。
20.具体地，本发明中的五轴数控机床加工中心的双摆头分别为以回转轴旋转的a轴旋转头，其中旋转方向为图1中的箭头a。以及以回转轴旋转的c轴旋转头，其中旋转方向为图1中的箭头c。五轴数控机床加工中心还包括与分别沿三个直线轴运动的横向x轴滑枕、纵向y轴滑枕和垂直方向z轴滑枕。
21.本发明中的本发明实施例提出的一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置，其用于对c轴旋转头在以回转轴旋转时的行程限位。行程限位装置包括：与z轴滑枕通过螺栓相固定的固定组件5，固定组件5呈圆柱状盘体，在圆柱状盘体的底部朝上开设有与固定组件5同轴的转动槽。固定组件5上具有一向下贯通的开口51，且开口51成型于沿固定组件5的外周侧壁沿其径向方向朝内开设并与转动槽相连通。且移动单元2设置在开口51内。旋转单元设置于转动槽内，能够节省了固定组件5、移动单元和旋转单元三者之间的空间，进而使得固定组件5、移动单元2和旋转单元之间更加集成化，只占用空间小，不影响原始机床，进而使得机床的改进小，操作简单方便。
22.能够与固定组件5发生相对运动的运动组件，运动组件包括：能够随双摆头绕回转轴转动的旋转单元，旋转单元设置于固定组件5底部；能够将旋转单元的转动行程转变为沿径向方向的直线运动行程的移动单元2，移动单元2设置在开口51内。
23.能够检测运动组件的直线行程的检测组件，检测组件设置于固定组件5上。
24.进一步地，运动组件包括能够随双摆头绕回转轴转动的旋转单元，旋转单元设置于固定组件5的底部，且旋转单元朝向固定组件的顶部开设有螺旋线槽11。
25.能够将旋转单元绕回转轴转动的行程转变为直线运动行程的移动单元2，移动单元2的上端可滑动地设置于开口51内，移动单元2的下端可滑动地设置于螺旋线槽11内，当旋转单元转动时，移动单元2在开口内沿固定组件5的径向往复运动。
26.在本实施例中，转动槽内转动有旋转单元，旋转单元相对于固定组件5旋转。旋转单元为转动体1，转动体1的与c轴旋转头通过螺栓固定连接，且随着c轴旋转头的旋转而转动。
27.需要说明的是，转动体1的中心为中心轴结构，其内部中空的空间结构能够穿过电缆和管路。由此一来，一旦c轴旋转头转动超过极限位置时没有限位装置，就会使得与其相连的转动体1的内部的电缆和管路容易造成崩断，进而损坏线缆以及管路的现象发生。本实施例中的用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置，能够通过对双摆头的c轴旋转头的回转轴进行限位，以使转动体1的内部的电缆和管路不会崩断，进而避免损坏线缆以及避免管路的现象发生。
28.参见图4所示，转动体1朝向固定组件5的转动槽顶部的一侧端面（即上端面）开设有螺旋线槽11。进一步地，在螺旋线槽11外端部设置有第一极限端111，在螺旋线槽11内端部设置有第二极限端112。
29.当旋转单元转动使得移动单元2位于第一极限端111或第二极限端112时，旋转单元停止转动。
30.进一步地，移动单元2设置于开口51处，开口51处的相对侧壁上分别设置有沿径向方向延伸的安装导轨4，安装导轨4用于安装移动单元2。且移动单元2能够沿安装导轨4做往复直线运动。且移动单元2的底部向下延伸抵接至螺旋线槽11内。随着转动体1的旋转，移动单元2能够在螺旋线槽11内滑动，以使移动单元2能够在开口51处的安装导轨4上沿径向方向做直线往复运动。
31.具体地，移动单元2包括与开口51处的安装导轨4相互配合移动的移动滑块21、圆柱体结构件22和多个滑动轮23。
32.移动滑块21设置于开口51处，沿移动滑块21的底部向下延伸形成有连接部，且连接部的底端抵接于螺旋线槽11的内壁面，随着转动体1的旋转以使移动滑块21沿安装导轨4做往复直线运动。
33.进一步地，圆柱体结构件22穿过移动滑块21的上下两端分别作为能够在螺旋线槽11内滑动的连接部和能够与检测组件相配合，用于检测数控机床的c轴旋转头旋转行程的检测部。圆柱体结构件22的设置便于生产以及安装，进而提高了行程限位装置的成品率，同时连接部和检测部之间的随动不会出现偏差，进而使得检测传感器检测的结果更精准。
34.圆柱体结构件22穿过移动滑块21的上下两端分别作为能够在螺旋线槽11内滑动的连接部和能够与检测组件相配合，用于检测数控机床的c轴旋转头的回转轴旋转行程的检测部。连接部的底端抵接于螺旋线槽11的内壁面，随着旋转单元的旋转以使移动滑块21沿安装导轨4做往复直线运动。
35.需要说明的是，螺旋线槽11开设的长度取决于行程限位的具体参数，图4中的螺栓线槽11的中点即本实施例中的初始点，也就是说，连接部的底端所抵接的初始位置设置在
初始点，随着c轴旋转头的旋转，以使连接部沿螺旋线槽11滑动以及与连接部相连的移动滑块21沿安装导轨4做往复运动，从初始点分别向两个方向顺时针或逆时针旋转至第一极限端111和第二极限端112。
36.检测部与连接部处于同一纵向轴线上，且检测部能够随着连接部移动，当检测部移动到第一极限点或第二极限点的位置时，检测组件检测到信号并控制回转轴停止转动。
37.还包括设置于固定组件5上的，用于检测数控机床的c轴旋转头旋转行程的检测组件。检测组件分别设置在开口处的检测部的直线行程的第一极限点和第二极限点。
38.需要说明的是，当圆柱体结构件22的连接部沿螺旋线槽11滑动到第一极限端111时，将圆柱体结构件22的检测部在开口51处的位置定义为第一极限点；当圆柱体结构件22的连接部滑动到第二极限端112时，将移动单元2在开口51处的位置定义为第二极限点。当圆柱体结构件22的连接部移动到第一极限点或第二极限点时，检测组件检测到信号并控制c轴旋转头的回转轴停止转动。
39.滑动轮通过转轴安装于移动滑块21上，以使移动滑块21沿开口51处做直线运动。
40.进一步地，连接部的底部、设置于螺旋线槽11处的外周转动连接有滚轮8，随着转动体1的旋转，以使滚轮8的外壁沿螺旋线槽滑动。通过滚轮8与螺旋线槽11的相互配合，使得连接部与螺旋线槽11的相对滑动更流畅、顺利。
41.在本实施例中，移动单元2还包括八个滑动轮23。
42.八个滑动轮23分成两组四个滑动轮23分别设置在安装导轨4的上下两端。上下两端的四个滑动轮23两两一组通过转轴分别形成两组导向轮，安装导轨4的上下两端面分别有两组导向轮在安装导轨4的顶部端面滚动。导向轮的设置能够使得移动单元2更好的起到导向作用和滑动作用。
43.进一步地，还包括耐磨垫6。
44.耐磨垫6设置于移动滑块21与安装导轨4之间。在移动滑块21沿开口51安装导轨4径向移动的过程中起到良好的防滑耐磨的效果，以使移动滑块21不会出现轴向上的窜动的现象发生，进而提高检测行程的精度。
45.进一步地，检测组件为检测传感器3，检测传感器3通过传感器支架7活动安装于固定组件5的顶部端面上。检测传感器3能够可拆卸地安装于固定组件5的顶部端面上，便于后续对检测传感器3的位置的调节以及适应不同行程限位装置，改变检测传感器3的位置。
46.进一步地，检测部的高度高于检测传感器3所检测的水平面。确保检测传感器的检测效果更精准。
47.本发明的一种用于数控机床双摆头回转轴的行程限位装置，包括与z轴滑枕相连的固定组件5，通过能够随双摆头绕回转轴转动的运动组件，所述运动组件包括：能够随双摆头绕回转轴转动的旋转单元，旋转单元设置于固定组件5底部；能够将旋转单元的转动行程转变为沿径向方向的直线运动行程的移动单元2，移动单元2设置在开口51内，还包括能够检测移动单元的直线行程的检测组件，确保了检测组件的检测效果，以使检测组件双摆头c轴旋转头的回转轴不会受到出现行程部分或全部重叠的影响进而影响检测效果的现象，进而使得双摆头c轴旋转头避免了机床与零件的加工特征报废或机床与零件的相撞的现象发生。而且有效地防止c轴旋转头过多的旋转会成五轴头头体内部的线缆以及管路缠绕崩断，确保线缆以及管路的安全。
48.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
49.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
50.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征
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上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
51.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
52.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。